蒲石河抽水蓄能電站2號機主進水閥動水關閉試驗數據分析

陶迎新，梁睿光，董政淼（遼寧蒲石河抽水蓄能有限公司，遼寧 丹東 118216）

蒲石河抽水蓄能電站2號機主進水閥動水關閉試驗數據分析

陶迎新，梁睿光，董政淼
（遼寧蒲石河抽水蓄能有限公司，遼寧 丹東 118216）

摘要：遼寧蒲石河抽水蓄能電站2號主進水閥為法國ALSTOM水電公司生產制造，通過對該主進水閥動水關閉試驗，驗證是否滿足合同技術要求，進行試驗數據分析，對國產主進水閥設計、制造、安裝有重要借鑒意義。

關鍵詞：主進水閥；關閉；試驗；分析

0　概述

遼寧蒲石河抽水蓄能電站位于遼寧省寬甸滿族自治縣境內，距丹東市約60km，為東北地區第一座大型純抽水蓄能電站，總裝機容量1200MW（4×300MW），2012年9月4臺機組全部投產發電，在東北電網中擔任調峰、填谷、調頻和事故備用。

1　主進水閥技術參數

型式 臥軸雙密封、雙接力器主進水閥，油壓操作

進水閥尺寸（長×寬×高）5700×4500×3300mm

公稱直徑2700mm

最大工作水頭394m

最大動壓水頭510m

開啟時間36s

關閉時間31s

活門直徑2700mm

旁通閥型式針式.

旁通閥直徑250mm

活門重量60t

閥體重量77t

接力器型式兩側直缸搖擺式

接力器個數2個

接力器設計壓力6.4MPa

接力器活塞直徑240mm

接力器活塞行程1798mm

接力器拐臂長1300mm

接力器額定操作油壓6.4MPa

2　主進水閥結構介紹

進水閥安裝在壓力鋼管與水泵水輪機蝸殼進口延伸段之間，作為機組水泵工況起動、機組正常停機、事故停機和機組檢修時截斷水流的設備。

工作密封設在進水閥下游側，檢修密封設在進水閥上游側。檢修密封設有手動鎖定裝置，無需排空壓力鋼管和拆卸主進水閥主體便可以檢修和更換工作密封。為了方便進水閥的安裝、拆卸和檢修，在進水閥的下游側設一可拆卸伸縮節。進水閥垂直方向的力包括進水閥的全部重量由混凝土支墩承受。

旁通管連接進水閥上游側延伸管和進水閥伸縮節，旁通管上設有一個旁通閥和兩個用于旁通閥檢修時截斷水流的檢修閥。

3　動水關閉試驗目的

（1）校核主進水閥動水關閉的可靠性。

（2）測定主進水閥接力器在主進水閥開啟過程中實際的操作油壓。

（3）測量動水關閉時主進水閥閥體及其前后聯接鋼管的水壓、振動等參數的變化規律和數值，從而評定動水關閉的安全程度。

（4）測量主進水閥動水關閉對機組的影響。

4　試驗數據記錄

在主進水閥試驗數據中。試驗數據及特性曲線如圖1～圖5所示。

圖1負荷300MW時主進水閥轉速、有功、接力器行程與時間變化趨勢

圖2負荷300MW時主進水閥油缸壓力與時間變化趨勢

圖3負荷300MW時主進水閥前后水壓力與時間變化趨勢

圖4負荷300MW時主進水閥動水關閉各部位振動與時間變化趨勢

圖5負荷300MW時主進水閥動水關閉軸向位移與時間變化趨勢

5　數據分析

（1）負荷300MW工況

試驗時的上游水位380.42m，下游水位64.00m，電站水頭316.42m。發電機帶有功功率304.5MW。

1）主進水閥設計關閉時間為31s，實際關閉時間為32s，與設計關閉時間基本相符。

2）在主進水閥動水關閉過程中，接力器關腔操作油壓最高值為7050.9kPa，主進水閥前最高水壓為3989.5kPa，主進水閥后最高水壓為3559.5kPa。

3）在主進水閥動水關閉過程中，主進水閥位移最大值為34μm。

（2）不確定度分析

由于本次試驗是一個計算機連續采樣并對數據進行實時分析處理的過程，不存在重復測量，而且所有曲線均采用散點法繪制，不存在曲線擬合問題。因此進行誤差分析時只考慮系統誤差，未考慮隨機不確定度。

1）主進水閥操作油壓傳感器精度0.1%，測量時用其量程5/6，系統不確定度為：

2）主進水閥拐臂位移傳感器精度0.01%，測量時用其量程2/3，系統不確定度為：

3）BBZJ水輪機綜合測試分析儀系統誤差0.5%，系統不確定度為：

4）測量數據的系統總不確定度：

6　結論

由于主進水閥動水關閉試驗是破壞性試驗，為了安全起見，試驗只進行2個工況，即50%額定負荷及100%額定負荷。蒲石河電站2號機150MW主進水閥動水關閉試驗是在上游水位為380.81m，下游水位為64.04m，電站水頭為316.77m工況下進行的，300MW主進水閥動水關閉試驗是在上游水位為380.42m，下游水位為64.00m，電站水頭為316.42m工況下進行的。試驗的目的主要是驗證100%額定負荷工況主進水閥動水關閉的可能性、關閥操作的可靠性、測試主進水閥在動水關閉時的水力特性以及閥體結構的振動變化，從而判斷主進水閥動水關閉的安全程度。

2個試驗工況數據表明：100%額定負荷的動水關閉對機組的穩定性、主進水閥基礎及主進水閥本體的振動、鋼管水壓上升、噪聲等影響是最嚴重的。試驗結論如下：

（1）100%額定負荷下主進水閥動水關閉監控流程執行正確，在導葉鎖死的前提下，主進水閥動水關閉過程順利進行，主進水閥均能自動完成關閉動作，全關后活門與閥體間密封嚴密無泄漏，設備無滲油、滲水現象，機組運行無異常，證明此主進水閥有很好的動水關閉性能。

（2）主進水閥在最大負荷動水關閉過程中，主進水閥前水壓最大值為3989.5kPa，滿足主機合同中關于調節保證值的要求，關閉時間為32s，滿足設計值要求。

（3）100%負荷下動水關閉過程中，主進水閥位移為34μm，不影響主進水閥安全穩定運行。

（4）100%負荷下主進水閥動水關閉試驗后，檢查發現閥體、上游側、下游側伸縮節未發生滲水外漏現象，不影響主進水閥正常運行。

（5）測試結果經過不確定度分析后，證明試驗數據真實有效。

參考文獻：

[1]GB/T20043-2005水輪機、蓄能泵和水泵水輪機水力性能現場驗收試驗規程[S].

[2]GB/T18482-2010可逆式抽水蓄能機組啟動試驗規程[S].

中圖分類號：TK730.4+7

文獻標識碼：B

文章編號：1672-5387（2015）01-0016-03

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.01.005

收稿日期：2014-06-14

作者簡介：陶迎新（1982-），男，助理工程師，從事水機專業管理工作。